эквивалентного генератора электронного прибора (см. рис. 4.1,б);
-определение напряжения на выходе электронного прибора; определение выходной мощности 1-й гармоники 
поступающей в нагрузку;
- определение потребляемой мощности 
от источника постоянного тока и КПД генератора;
- анализ входной цепи ВЧ генератора, определение мощности входного сигнала 
, и коэффициента усиления генератора по мощности 
;
- выбор схемы и расчет выходной и входной согласующих электрических цепей ВЧ генератор.
ГВВ в передатчиках выполняют различные функции:
- усиление напряжения и мощности;
- умножение частоты;
- модуляция и др.
Вследствие этого анализ работы ГВВ применительно к той или иной реализуемой им функции обычно сводится к решению следующих задач:
1. Рассматриваются режимы работы ЭП в ГВВ, собранных по различным схемам, определяются характеристики этих режимов и связь их с энергетическими показателями ГВВ. Выбираются энергетически эффективные режимы.
2. Анализируются особенности управления режимами ГВВ, определяются связи между характеристиками режимов ГВВ и результирующими модуляционными характеристиками, а также условия минимума нелинейных искажений.
3. Устанавливается спектральный состав колебаний на выходе ГВВ – необходимый показатель для проектирования колебательных систем.
Однако общего метода, который бы позволил выполнить анализ ГВВ с различными ЭП без упрощений и приближений пока не существует. Главной причиной такого положения являются инерционность процессов в ЭП и нелинейность их характеристик. И поскольку инерционность процессов в ЭП прежде всего приводит к понижению выходной мощности и КПД ГВВ с такими приборами. То для понижения зависимости параметров ГВВ от степени инерционности ЭП их стали выпускать для различных диапазонов частот с различной инерционностью ( в лампах для более высокочастотных диапазонов уменьшают расстояние между электродами. в БПТ уменьшают толщину базы. В ПТ делают короче канал и уменьшают толщину области дрейфа). Вследствие этого при использовании в ГВВ. Например, лампы с граничной частотой 250МГц можно считать, что она безинерционна. Если рабочая частота ГВВ не превышает 200 – 250 МГц. Похожая ситуация имеет место и для транзисторов.
Таким образом, практическая необходимость учета инерционности процессов в ЭП была значительно снижена. В большинстве современных методов анализа ГВВ предполагают, что ЭП – безинерционный, и учитывают лишь его нелинейные характеристики. В ГВВ с БТ учет инерционности процессов сведен к учету частотной зависимости параметров транзистора.Все имеющиеся и разрабатываемые методы анализа и расчета ГВВ, учитывающие только нелинейные свойства ЭП, различаются в основном лишь способом аппроксимации характеристик ЭП.Различают:- графоаналитический метод;- аппроксимация отрезками прямых параллельных линий;- аппроксимация веерообразно расходящимися прямыми;- аппроксимация степенными рядами;- аппроксимация математическими функциями.В настоящее время продолжают совершенствоваться машинные методы анализа и расчета ГВВ с нелинейными и инерционными ЭП, использующие математические модели электронных приборов. Это направление наиболее перспективно, поскольку позволяет учитывать максимум особенностей ЭП, рассчитывать с желательной точностью характеристики, которые невозможно получить при использовании более простых методов.
УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ РАДИОСИГНАЛОВУчебное пособие для студентоврадиотехнического факультета СевастопольУДК 621.396.61 Климов В.П. Устройства генерирования и формирования радиосигналов. Учебное пособие для студентов радиотехнического факультета. - Севастополь: Изд-во Сев НТУ,2002,- 82 с. Целью учебного пособия является оказание помощи студентам в освоении и закреплении основных теоретических положений курса.
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие.......................................................................................................... 5Введение................................................................................................................ 6
Часть 1. Генераторы с внешним возбуждением, автогенераторы и возбудители диапазона высоких частот. 1.1. Общие сведения........................................................................................... .81.2. Активные элементы...................................................................................... 81.3. Режимы работы АЭ в генераторах внешнего возбуждения...................... 101.4. Нагрузочные характеристики ГВВ............................................................. 12
1.5. Узкополосные согласующие цепи связи..................................................... 131.6. Широкополосные цепи связи...................................................................... 151.7. Трансформаторы типа “длинная линия” – ТДЛ........................................ 161.8. Принципы построения схем....................................................................... 171.9. Сложение мощностей активных элементов. Мостовые схемы сложения. Усилитель с синфазными мостами, квадратурный мост, многополюсные схемы сложения.. 191.10. Широкополосные усилители. Идеальное, предельное и оптимальное согласование. Теория Фано.......................................................................................................... 231.11. Блочно-модульный принцип построения транзисторных широкополосных усилителей мощности............................................................................................ 251.12. Усилители с распределённым усилением................................................... 261.13. Умножители частоты. Варакторные, на диодах с накоплением заряда, транзисторные....................................................................................................... 281.14. Автогенераторы. Основное уравнение АГ................................................. 291.15. Кварцевые автогенераторы......................................................................... 311.16. Принципы построения диапазонных возбудителей с кварцевой стабилизацией частоты.................................................................................................................. 331.17. Формирование сетки частот по методу прямого синтеза с использованием идентичных декад.................................................................................................. 341.18. Возбудители косвенного синтеза................................................................ 361.19. Цифровой синтезатор частоты.................................................................... 371.20. Квантовые стандарты частоты в синтезаторах.......................................... 37 Часть 2. Формирование сигналов с амплитудной (АМ), частотной (ЧМ) и фазовой (ФМ) модуляцией. Однополосная модуляция (ОМ).2.1. Общие сведения........................................................................................... 392.2. Амплитудная модуляция. Способы осуществления.................................. 412.3. Однополосная модуляция. Балансные модуляторы. Фильтры в однополосной аппаратуре............................................................................................................. 442.4. Методы формирования однополосного сигнала....................................... 462.5. Частотная и фазовая модуляции. Общие сведения.................................... 482.6. Аналитическое сравнение ФМ и ЧМ........................................................... 492.7. Способы осуществления ЧМ....................................................................... 52
2.8. Фазовая модуляция. Способы осуществления........................................... 56 Часть 3. Телеграфная работа. Формирование радиосигналов в передатчиках цифровой связи. 3.1. Амплитудная манипуляция......................................................................... 593.2. Частотная манипуляция............................................................................... 613.3. Фазовая манипуляция.................................................................................. 643.4. Общие вопросы формирования радиосигналов в передатчиках цифровой связи 653.5. Относительная фазовая манипуляция ОФМ-2........................................... 673.6. Формирование радиосигналов ОФМ-4...................................................... 703.7. Формирование радиосигналов КАМ-16.................................................... 72 Приложение А. Передатчики релейной и спутниковой связи................... 77Приложение Б. Классификация радиочастотных спектров и типов излучения. 84 4. Библиография.................................................................................................... 82ПРЕДИСЛОВИЕ В основу учебного пособия положены первоисточники [1,2,3], а также курс лекций, который читался автором в Сев НТУ в 1997-2001гг. Главная цель, которую поставил автор, состояла в том, чтобы изложить в систематизированном и доступном виде ряд важных вопросов генерирования и формирования радиосигналов и способы управления колебаниями для формирования радиосигналов с заданными параметрами. По возможности автор стремился не перегружать материал пособия математическими выкладками и доказательствами. Поэтому в ряде случаев строгому обоснованию рассматриваемых результатов уделяется меньшее внимание, чем их прикладной стороне.Автор не ставил перед собой задачу рассмотреть все наиболее существенные вопросы генерирования и формирования радиосигналов. Некоторые вопросы рассмотрены очень кратко, а некоторые вообще не затронуты.Несмотря на это автор надеется, что пособие облегчит студентам знакомство с имеющейся литературой по рассматриваемым вопросам, позволит им быстрее и правильнее ориентироваться в этой литературе при решении тех или иных задач в процессе учебно-исследовательской работы, курсового и дипломного проектирования.Учебное пособие состоит из трёх методически связанных между собой частей. В части 1 рассмотрены схемы и режимы работы генераторов с внешним возбуждением, умножители частоты, автогенераторы и синтезаторы частот. В части 2 изложены вопросы формирования сигналов с амплитудной, однополосной, частотной и фазовой модуляцией. В части 3 рассмотрены вопросы формирования сигналов с амплитудной, частотной и фазовой манипуляцией, формирование сигналов в цифровых системах связи.
Примечание.В настоящее время для студентов дневной формы обучения читаются дисциплины: “Устройства генерирования и формирования радиосигналов” и “Радиопередающие устройства”, объединённые общей канвой и изучаемые в шестом и седьмом семестрах соответственно. Студенты заочной формы обучения изучают одну дисциплину: “Устройства генерирования и формирования радиосигналов”. В неё составной частью входит курс “Радиопередающие устройства”. Вследствие этого студенты дневной формы обучения выполняют курсовой проект по дисциплине “Радиопередающие устройства”, студенты заочной формы обучения – по дисциплине “Устройства генерирования и формирования радиосигналов”. Задание на курсовое проектирование и все требования совершенно идентичны.Содержание учебного пособия охватывает основные разделы обеих дисциплин.ВВЕДЕНИЕУстройство генерирования и формирования радиосигналов – это источник модулированных радиочастотных или оптических колебаний для радиотехнических систем того или иного назначения (связь, телевидение, локация, навигация и др.). УГФРС, предназначенные для передачи информации в соответствующих средах связи, в качестве которых используются эфир, кабельные и оптические линии в дальнейшем для краткости будем называть передатчиками. Назначение передатчика – сформировать сигнал в соответствии с требованиями, установленными при разработке системы, и подвести его к антенне или линии связи.Радиосигналом называют колебание радиочастоты, один или несколько параметров, которого изменяются (модулируются) в соответствии с передаваемым сообщением (информацией). Спектр частот радио сигнала характеризуют: частота несущей f0; допустимая абсолютная нестабильность частоты несущей Δf0; допустимая относительная нестабильность частоты несущей σf=f0/Δf0 ; занимаемая полоса частот, ширина зоны внеполосных излучений.Точность, с которой фиксируется положение спектра радиосигнала на оси частот, определяется нестабильностью несущей частоты Δf0.Обычно задают требования на допустимую относительную нестабильность частоты σf= Δf0/f0.Под занимаемой полосой частот обычно понимается интервал между нижней fн и верхней fв частотами, в котором сосредоточено 99% мощности сигнала.Вид модуляции определяется при проектировании радиосистемы. Различают следующие виды модуляции: